Hình  1- Nhà máy Nhiệt Điện Vĩnh Tân 4 và 4 Mở rộng đang hoạt động tháng 06/2020

Bụi – nỗi ám ảnh của nhiệt điện than

Nhiệt điện than hiện có vai trò đáng kể trong hệ thống điện Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất phát điện, lại sản sinh ra một lượng lớn bụi. Bụi thường có kích thước đa dạng, từ kích thước nguyên tử cho đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường.

Chẳng hạn, với tổ máy công suất 600MW đốt than nhập khẩu (Bituminous hoặc Sub-bituminous có hàm lượng tro khoảng 8~10%), lượng bụi thải ra phía sau lò hơi vào khoảng 25~30 tấn/giờ. Lượng bụi này, nếu thải trực tiếp ra bên ngoài sẽ rất nguy hại đối với môi trường.

Hiện nay có nhiều phương pháp xử lý bụi trong khói thải, bao gồm: khử bụi bằng phương pháp lắng dựa trên nguyên lý động học dòng phân li bằng trọng lực, khử bụi bằng nguyên lý va đập, khử bụi bằng nguyên lý dòng xoáy li tâm… Việc lựa chọn phương pháp nào sẽ phụ thuộc vào các đặc tính vật lý và hóa học của bụi như: loại bụi, kích thước hạt bụi, nồng độ bụi trung bình và lớn nhất trong dòng khí thải, điện trở suất của bụi v.v…

Về phương diện kinh tế, phương án sử dụng công nghệ lọc bụi tĩnh điện tuy vốn đầu tư ban đầu lớn song hiệu suất khử bụi cao lên tới hơn 99% cùng với tổn thất áp lực dòng bé, độ tin cậy vận hành cao và chi phí vận hành bảo dưỡng thấp, và vì vậy, đã và đang được lựa chọn cho nhiều dự án ở Việt Nam.

Nguyên lý hoạt động của ESP

Được phát minh lần đầu tiên vào năm 1980 bởi nhà vật lý người Anh Oliver J. Lodge, tuy nhiên đến những năm 1990, hệ thống lọc bụi tĩnh điện ESP mới được áp dụng thành công ở quy mô công nghiệp nhờ công của tiến sỹ người Mỹ F. G. Cottrell ở California. Đến những năm 1970, công nghệ lọc bụi tĩnh điện ESP ngày càng hoàn thiện, tăng cường hiệu suất, giảm lượng điện tiêu thụ, kéo dài tuổi thọ hệ thống… Những hệ thống ESP hiện đại có thể đạt hiệu suất thu hồi bụi đến 99.9%.

Khi dòng khói đi qua điện trường đủ lớn, dòng khói bị điện li (hiện tượng tĩnh điện) tạo thành các điện tử, ion dương và ion âm. Các ion này sẽ chuyển động về phía bản cực khác dấu và bám lên bản tích bụi cực lắng. Hệ thống búa gõ sẽ tác động lên các bản cực lắng làm các hạt bụi bám trên các bản cực rơi xuống phễu thu hồi bụi và thải ra hệ thống thải tro xỉ hoặc silo tro.

Hình 2- Video minh họa nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc bụi tĩnh điện ESP - Nguồn: Internet

Các bộ phận cơ bản của thiết bị khử bụi bao gồm vỏ và kết cấu bao che, các cực phóng, cực lắng, hệ thống rung gõ, các máy biến áp chỉnh lưu, kết cấu đỡ, phễu tro… Thành phần chủ yếu là kết cấu thép và khung giá đỡ (có thể sản xuất trong nước).

Hình  3- Các bộ phận chính của hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) - Nguồn: www.alamy.com

PECC2 và hành trình làm chủ công nghệ ESP

Song song với việc chuyển giao công nghệ trong giai đoạn thiết kế, PECC2 đầu tư dây chuyền công nghệ sản xuất kết cấu thép, cực lắng, cực phóng và các thiết bị phụ trợ khác cho toàn bộ hệ thống ESP. Với đội ngũ kỹ sư nhiều năm kinh nghiệm, đội vận hành chạy thử (Commissioning) được thành lập để cùng với các chuyên gia Hamon thực hiện kiểm tra, chạy thử và kiểm tra thông số đặc tính, qua đó chứng minh rằng hệ thống ESP đã được thiết kế, chế tạo, kiểm tra và vận hành đúng yêu cầu hợp đồng và đạt chất lượng theo tiêu chuẩn môi trường.

Tiếp nối thành công tại dự án nhà máy điện Vĩnh Tân 4, năm 2016, PECC2 và Hamon hợp tác thực hiện dự án nâng cấp hệ thống ESP cho nhà máy điện Vĩnh Tân 2. Sau quá trình nâng cấp, hệ thống ESP có thể đưa vào vận hành tại thời điểm khởi động lò hơi – đây vốn là vấn đề môi trường lớn mà nhà máy điện Vĩnh Tân 2 đang cần xử lý gấp. Qua đó, một lẫn nữa chứng minh năng lực và kinh nghiệm của PECC2 trong việc chuyển giao công nghệ ESP.

Đến nay, nhà máy đã được đưa vào vận hành và duy trì được giới hạn các chỉ số phát thải phù hợp với quy định Việt Nam, đảm bảo cam kết về chất lượng môi trường. Giai đoạn 2016-2019, sự hợp tác này cũng đã phát huy hiệu quả tốt trong dự án Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 4 Mở rộng, và sau đó là các dự án Nhiệt điện Duyên Hải 3 Mở rộng, Nhiệt điện Sông Hậu 1.

Hình 4 - Hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) do Xí nghiệp Cơ Điện (EME) của PECC2 chế tạo và lắp đặt – Nguồn: PECC2

Hình  5- Hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) được lắp đặt tại dự án NMNĐ Vĩnh Tân 4 và 4 Mở rộng nhìn từ trên cao – Nguồn: PECC2

Toàn bộ kết cấu thép cho hệ thống lọc bụi tĩnh Điện được Chi nhánh Xí nghiệp Cơ Điện (EME) của PECC2 sản xuất trong nước, đảm bảo các yêu cầu về chất lượng theo tiêu chuẩn thiết kế, được đơn vị tư vấn và chủ đầu tư đánh giá cao.

Khẳng định chất lượng và vươn xa ra các nước

Đầu tháng 3/2019, PECC2 đã xuất lô hàng đầu tiên đi Thái Lan trong gói Kết cấu thép cho Hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) thuộc dự án “PTTGC Propylene Oxide Project”, đánh dấu bước phát triển mới của PECC2 trong quá trình nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng thị trường. Đây là lô hàng có yêu cầu kỹ thuật cao theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản, sử dụng nguyên vật liệu chất lượng cao, xuất xứ từ Hàn Quốc và Nhật Bản. Quá trình sản xuất chịu sự giám sát 100% của Khách hàng (HAMON – Bỉ), Chủ đầu tư (ZEECO -Thái Lan) và Tư vấn giám sát (SAMSUNG - Hàn Quốc).

Năm 2020, PECC2 đã tăng cường đầu tư mở rộng nhà xưởng EME đặt tại khu công nghiệp Long Khánh với diện tích nhà xưởng trên 3 ha. Nhà xưởng này có năng lực chế tạo trên 30 ngàn tấn kết cấu thép/năm, có thể đảm nhận gia công cơ khí, nội địa hóa thiết bị nhà máy điện với nhiều sản phẩm chất lượng cao như hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP), hệ thống khử lưu huỳnh (FGD), kho chứa than, hệ thống băng tải than (CHS)…

Mới đây, ngày 23/07/2020 tại trụ sở Công ty KC Cottrell Việt Nam (KCVN), PECC2 và KCVN đã ký hợp đồng thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) cho Nhà máy Nhiệt điện BOT Vân Phong 1.

Hình  6- Lễ ký Hợp đồng Gói thầu Lọc bụi tĩnh điện Nhà máy Nhiệt điện Vân Phong 1 – Nguồn: PECC2

PECC2 là nhà thầu hàng đầu trong nước có năng lực thiết kế, cung cấp và lắp đặt (EPC) giải pháp lọc bụi tĩnh điện (ESP) công suất lớn, có nhiều dự án đã được kiểm chứng về chất lượng, đảm bảo khả năng vận hành ổn định và các tiêu chuẩn về môi trường, góp phần nội địa hóa công nghệ, bảo vệ môi trường cũng như sự phát triển bền vững của Việt Nam.

Thực hiện: Nguyễn Văn Toán & Nguyên Phạm

Tham khảo:

1. “Các nhà máy nhiệt điện của EVN đều đáp ứng yêu cầu về nồng độ bụi theo QCVN 22:20009/BTNMT”
2. “Bước phát triển mới của Xí nghiệp Cơ Điện EME và PECC2”
3. “PECC2 tiếp tục hợp tác với HAMON trong lĩnh vực Tháp giải nhiệt cho Nhà máy Nhiệt điện”